內容簡介
本書是普通高等教育“十五”國家級規劃教材《化工原理》的配套輔導用書,針對教材中所講述的各種單元操作開展編寫工作。在編寫過程中,強調體現“化工原理”課程的工程特色,以培養讀者解決工程實際問題的能力為目標。
本書包括流體流動與輸送機械、非均相物系分離、傳熱、蒸發、氣體吸收、蒸餾、固體乾燥等章。每章均包括聯繫圖、疑難解析、工程案例、例題詳解、習題精選五部分內容。通過這些環節,使讀者鞏固基本概念,引導讀者思考、分析並解決工程實際問題。
目錄
第1章流體流動與輸送機械1
11聯繫圖2
12疑難解析4
121對黏性及黏度的理解4
122U形壓差計讀數所反映的意義4
123伯努利方程使用注意事項5
124管內層流與湍流的比較5
125阻力對管內流動的影響5
126流體流動阻力影響因素及減阻措施7
127複雜管路的特點及分析8
128孔板流量計與轉子流量計的比較9
129泵的類型與特點10
1210管路特性與離心泵特性分析10
1211離心泵的汽蝕問題11
1212工程研究方法12
13工程案例13
131伯努利方程的套用——航海奇案的審判13
132煙囪的工作原理13
133管路安裝問題14
134離心泵汽蝕問題16
14例題詳解17
【例11】U形壓差計指示液的選取17
【例12】微壓差的測量17
【例13】複式U形壓差計18
【例14】遠距離液位的測量18
【例15】流向判斷19
【例16】分層器界面的確定20
【例17】傾斜管路中的U形壓差計20
【例18】壓力及流速的計算21
【例19】小流量的測量23
【例110】流量的確定24
【例111】虹吸管25
【例112】局部阻力係數的測定26
【例113】文丘里管27
【例114】管路綜合計算28
【例115】管路綜合計算29
【例116】並聯管路的流量分配30
【例117】分支管路的計算32
【例118】孔板流量計的設計型計算33
【例119】管路特性曲線33
【例120】離心泵工作點的變化34
【例121】循環管路特性方程及泵的壓頭35
【例122】離心泵流量調節方法比較36
【例123】離心泵組合方式的選擇38
【例124】離心泵允許安裝高度的影響因素39
【例125】離心泵的選用40
15習題精選42
本章符號說明49
第2章非均相物系分離51
21聯繫圖52
22疑難解析53
221顆粒沉降運動中的阻力53
222如何理解降塵室的處理量取決於其底面積,而與高度無關53
223旋風分離器臨界直徑的影響因素54
224恆壓過濾方程的套用54
225過濾速率表達式的導出——工程上處理複雜問題的參數綜合法55
23工程案例55
24例題詳解57
【例21】顆粒沉降速度的影響因素57
【例22】多層降塵室對分離過程的強化58
【例23】降塵室的設計和操作計算59
【例24】標準旋風分離器的計算60
【例25】旋風分離器的並聯操作61
【例26】過濾實驗——過濾常數的測定61
【例27】板框過濾機的設計計算62
【例28】採用助濾劑提高過濾機生產能力63
【例29】轉筒真空過濾機的計算63
25習題精選64
本章符號說明66
第3章傳熱69
31聯繫圖70
32疑難解析71
321傳熱速率的普遍表達形式71
322傳熱過程推動力與阻力的加和性72
323對流傳熱過程的影響因素分析73
324兩物體間輻射傳熱的影響因素分析74
325逆流、並流和其他流型的比較75
326總傳熱速率方程與熱平衡方程的聯解75
327傳熱過程中的熱阻分析76
328工程上強化傳熱過程的措施77
329工業上常用間壁式換熱器性能比較78
33工程案例78
331多級壓縮機故障原因分析78
332換熱器以小替大改善換熱效果81
34例題詳解82
【例31】保溫層的臨界半徑82
【例32】設備熱損失的計算方法及多種保溫材料的合理使用82
【例33】對流傳熱係數的影響因素84
【例34】水平管外和垂直管外蒸汽冷凝傳熱係數的比較86
【例35】對數平均溫差的特性86
【例36】總傳熱係數和污垢熱阻的求取87
【例37】列管換熱器的設計型問題88
【例38】換熱器的操作型問題89
【例39】KA值——換熱器工作能力的綜合反映90
【例310】流動方式對換熱器熱回收能力的影響90
【例311】飽和水蒸氣作為加熱劑時傳熱過程的調節91
【例312】生產中提高傳熱量的最簡捷手段——提高加熱劑或冷卻劑流量92
【例313】污垢熱阻的影響與改進措施93
【例314】列管式換熱器的管程數對傳熱效果的影響94
【例315】設計工作對換熱器抗干擾能力與調節餘地的影響95
【例316】壁溫的計算96
【例317】換熱器串聯操作與並聯操作的比較97
【例318】裝置開工階段貯槽內料液升溫所需要時間的計算98
【例319】熱輻射對管道內氣體溫度測量結果的影響及改進措施100
【例320】隔熱板減小輻射熱損失101
35習題精選103
本章符號說明107
第4章蒸發109
41聯繫圖110
42疑難解析110
421蒸發器與換熱器的比較110
422蒸發過程溶液的沸點升高111
423蒸發過程的強化途徑111
424單效蒸發與多效蒸發的比較112
425多效蒸發流程的確定113
43工程案例113
44例題詳解115
【例41】溶液的沸點升高115
【例42】液柱靜壓頭引起的溫度差損失116
【例43】加熱蒸汽消耗量的計算116
【例44】單效蒸發器傳熱面積計算117
【例45】蒸發操作的調節118
【例46】多效蒸發的計算及比較119
45習題精選122
本章符號說明123
第5章氣體吸收125
51聯繫圖126
52疑難解析127
521亨利定律多種形式的套用場合,亨利係數E、溶解度常數H和相平衡常數m的
關係及它們的影響因素127
522分子擴散通量JA、淨傳遞速率N及傳質速率NA的關係127
523分子擴散係數的物理意義及影響因素128
524菲克定律、傅立葉定律和牛頓黏性定律的類似性128
525與傳熱過程相比較,吸收(或解吸)過程的方向、極限和推動力有什麼特點129
526套用吸收傳質速率方程的注意點及傳質速率方程的選擇原則130
527從傳質阻力的角度分析在吸收過程中有時採用吸收液部分循環流程的優勢130
528雙膜理論的意義130
529逆流和並流吸收過程操作線、平均推動力及最小液氣比的比較131
5210適宜操作液氣比選擇的出發點131
5211吸收過程與間壁式傳熱過程的異同點132
5212吸收因數法與平均推動力法求傳質單元數的條件與區別132
5213為什麼工程上常採用傳質單元高度反映吸收設備的分離效能?133
5214從降低吸收過程總費用的角度看吸收劑的選擇133
53工程案例133
531吸收劑及吸收解吸工藝的改造133
532吸收塔的設計135
54例題詳解136
【例51】亨利定律及對亨利係數等的影響136
【例52】平衡關係的套用137
【例53】吸收速率及影響因素138
【例54】物料衡算139
【例55】傳質推動力、阻力、傳質速率及影響因素140
【例56】吸收劑用量和填料層高度的設計計算143
【例57】填料塔的核算問題144
【例58】體積傳質係數計算145
【例59】吸收劑進口濃度對填料層高度的影響146
【例510】氣體和液體流量對吸收塔所需填料層高度設計的影響146
【例511】混合氣體進口濃度、吸收劑進口濃度對溶質吸收率的影響147
【例512】吸收溫度對吸收效果的影響149
【例513】流體流量對吸收過程的影響150
【例514】並流與逆流的比較151
【例515】綜合題152
【例516】多股進料位置和方式不同對填料層高度的影響153
【例517】多塔組合計算154
【例518】吸收解吸聯合156
【例519】吸收解吸聯合157
【例520】解吸塔設計計算157
【例521】吸收液部分循環塔的分析158
【例522】操作型問題定性分析159
【例523】吸收液部分再循環對塔高的影響160
55習題精選161
本章符號說明165
第6章蒸餾167
61聯繫圖168
62疑難解析170
621相平衡關係的圖形和解析表達170
621相平衡關係的圖形和解析表達170
622槓桿定律——蒸餾過程所包含的質量守恆規律170
623對精餾過程回流作用的理解170
624對精餾塔的精餾段、提餾段作用理解——兼述操作液氣比的影響171
625回收塔與精製塔171
626對梯級圖的理解172
627精餾塔的設計和操作影響因素分析173
628蒸餾操作壓力的選擇174
629對最小回流和全回流的理解174
6210板式塔與填料塔的比較與選用175
6211精餾操作中溫度測量的重要意義176
6212氣、液流量對傳質設備操作的影響176
63工程案例177
631浮閥塔板上開篩孔提高塔的生產能力分析177
632採用側線出料降低精餾塔的能耗178
64例題詳解179
【例61】操作溫度與精餾產品純度的關係179
【例62】總壓對汽液平衡關係的影響180
【例63】簡單蒸餾與平衡蒸餾的比較181
【例64】回流比對塔內氣液流率的影響181
【例65】進料熱狀況對塔釜蒸發量的影響182
【例66】精餾塔內物料循環量183
【例67】解決精餾塔設計型問題的逐板計算法183
【例68】回流熱狀況對理論塔板數的影響185
【例69】分凝器和塔釜加熱器的作用186
【例610】有分凝器時塔板濃度的求取187
【例611】質量衡算關係對精餾產品純度的制約188
【例612】不同組成的物料進料方式對分離過程的影響189
【例613】最小回流比的影響因素190
【例614】複雜塔的最小回流比191
【例615】Muphree單板效率的測定192
【例616】回收塔的作用193
【例617】精餾塔工作能力的核算194
【例618】精餾塔的靈敏板195
【例619】帶有側線采出的塔196
【例620】精餾塔的操作型計算197
65習題精選199
本章符號說明202
第7章固體乾燥205
71聯繫圖206
72疑難解析207
721濕空氣各種溫度的關係207
722濕空氣狀態的確定207
723物料中各種水分的關係207
724中間加熱與部分廢氣循環乾燥過程208
725乾燥速率的影響因素209
726乾燥條件對乾燥速率曲線的影響210
73工程案例210
74例題詳解211
【例71】濕空氣性質的計算211
【例72】溫度、壓力對濕空氣乾燥能力的影響212
【例73】平衡曲線的套用214
【例74】濕空氣狀態的確定214
【例75】單級加熱、中間加熱以及部分廢氣循環乾燥過程的比較215
【例76】乾燥器空氣出口溫度對乾燥過程的影響218
【例77】空氣的狀態與流速對恆速階段乾燥速率的影響220
【例78】空氣流速對臨界含水量的影響221
【例79】乾燥條件對乾燥速率曲線的影響222
75習題精選223
本章符號說明226
習題答案227
參考文獻235